JPH0353678B2 - - Google Patents

Description

請求の範囲 １ 平均中心周波数に対してそれぞれプラス及び
マイナス方向に等量かつ少量周波数（₁，₂）が
異なる２つの無線周波信号を監視領域内に送信す
る送信手段２６，３０）と、 保護される物品に脱着可能に取り付けられ前記
監視領域内を物品と共に移動可能であり、２つの
周波数で送信された前記無線周波信号を受信する
ように同調されたアンテナ手段３８と、前記アン
テナ手段に接続された非線形インピーダンス素子
３６とを有し、前記２つの送信された無線周波信
号の和周波数に等しい周波数を有する戻り信号を
再放射するトランスポンダ手段と、 前記戻り信号を受信するアンテナ手段２２，２
４と、 前記受信した戻り信号を処理する狭帯域受信手
段４２と、 前記狭帯域受信手段による前記戻り信号の処理
により得られる出力信号に応答するアラーム手段
４４とを備えたシステムにおいて、 前記送信手段に接続され、前記２つの無線周波
信号を送信するための第１の多重アンテナ送信手
段１４と、 前記送信手段に接続され、前記監視領域の全域
にわたり前記２つの信号の電界強度の比が実質的
に均一となるように、前記監視領域の境界領域の
前記第１の多重アンテナ送信手段と対向する場所
に配置された前記２つの無線周波信号を送信する
ための第２の多重アンテナ送信手段１６とを備
え、 前記狭帯域受信手段は前記送信された無線周波
信号およびその高調波信号を除いて前記２つの送
信された信号の和に等しい周波数の戻り信号を処
理し、前記アラーム手段のための出力信号を生成
することを特徴とする二重周波数を用いた盗難防
止システム。

２ 前記２つの異なる周波数は前記平均中心周波
数の約２％互いに異なることを特徴とする第１請
求項記載のシステム。

３ 前記２つの無線周波信号の１つは変調される
ことを特徴とする第１請求項記載のシステム。

４ 前記変調された無線周波信号は固定の低周波
トーンにより周波数変調されることを特徴とする
第３請求項記載のシステム。

５ 前記送信手段は温度補償された水晶制御発振
器と、周波数乗算手段と、狭帯域フイルタ手段と
を有したことを特徴とする第１請求項記載のシス
テム。

６ 前記送信手段は信号源手段と、前記信号源手
段から遠隔地に配置される前記第１及び第２の多
重アンテナ送信手段の近くに設けられる線形増幅
手段と、前記信号源手段からの信号を前記線形増
幅手段に供給するための接続手段とを有したこと
を特徴とする第１請求項記載のシステム。

７ 前記トランスポンダ手段のアンテナは前記２
つの異なる周波数の中間の周波数に同調され、前
記非線形インピーダンス素子は前記アンテナ手段
と接続されて、前記２つの異なる周波数の和に等
しい共振周波数を有するタンク回路を形成し、そ
れにより前記共振周波数の反射信号を再送信する
ことを特徴とする第１請求項記載のシステム。

８ 前記狭帯域受信手段は前記変調された無線周
波数信号の変調をデコードするPLL
（PhaseLocked Loop）回路を有することを特徴
とする第３請求項記載のシステム。

９ 前記狭帯域受信手段は、前記戻り信号を検波
する受信アンテナ手段と、狭帯域内内にある戻り
信号を除いて、前記アンテナにより検波された信
号を阻止するフイルタ手段と、前記フイルタ手段
を通過した戻り信号の振幅を示す比較出力レベル
を発生する信号振幅検出手段と、および前記比較
出力レベルに応答し、前記比較出力レベルが所定
の出力レベルを越えたときにのみ変調を検出する
復調手段とを有していることを特徴とする第３請
求項記載のシステム。

１０ 前記信号増幅検出手段は、局部発振器と、
中間周波信号を出力するミキサ手段と、前記中間
周波信号用バンドパスフイルタとを有することを
特徴とする第９請求項記載のシステム。

１１ 前記無線周波信号の一方は固定可聴周波数
トーンにより狭帯域の変調が施され、他方は固定
の無線周波数の連続波として送信され、 前記狭帯域受信手段は、受信アンテナと、前記
共振周波数のアンテナにより受信された信号の内
狭帯域以外の信号を阻止するフイルタ手段と、前
記狭帯域内の信号を変調するための中間周波数を
発生する手段と、前記中間周波数信号を増幅し、
前記中間周波数の振幅を示す比較レベル出力を発
生する増幅手段と、前記比較レベル出力に応答
し、前記比較レベル出力が所定のしきい値を越え
た時のみ前記低周波変調を得るように前記中間周
波数を復調する狭帯域弁別手段と、前記固定可聴
トーンの周波数を検出し、アラーム出力を発生す
るPLL検出器と、前記アラーム出力を受信する
ように接続され、前記アラーム出力の開始後所定
期間アラーム動作を作動させる演算増幅手段とを
有したことを特徴とする第１請求項記載のシステ
ム。

発明の背景 １ 発明の分野 この発明は一般に電子式物品監視システムに関
わり、特に２つの識別可能な異なる無線周波信号
を含み、その一方がトーン変調され、トランスポ
ンダにより検波され、非線形インピーダンスを介
して、狭帯域受信器によつて検出される、２つの
周波信号の和に等しい高次の周波数で再発射され
るようにミキシングされる物品監視システムに関
する。

２ 背景技術 米国特許第4063229号（Welsh他）に記載され
ているようなこの種の初期の監視システムはトラ
ンスポンダタグすなわちラベル上でアンテナによ
つて検出される単一の無線周波数を伝送するよう
に動作し、この場合半導体ダイオードのように非
線形インピーダンスはその送信された周波数を除
外し受信回路によつて検出するために再発射され
た選択的に高次の送信信号を発生する。しかしな
がらこのようなシステムは監視領域内のトランス
ポンダの存在を信頼できる程度に検出する感度が
無くまた種々の条件に応じてにせのアラーム信号
を生じるという点で満足できるものではなかつ
た。

特に、送信回路および素子に固有の非線形特性
は基本送信周波数とともに高周波を生じ、トラン
スポンダ内に非線形インピーダンス素子が無くて
も応答してしまう。受信器の感度をそのような、
直接に送信された高周波を無視するように減少し
なければならない場合には、ある条件下において
トランスポンダ素子によつて再発行された低エネ
ルギーの高調波をマスクすることができる。この
問題は送信器と受信器共に適切なシールドとRF
フイルタを用いるこことにより、最小限にするこ
とが可能だが、フイルタは非常にすぐれたカツト
オフ特性を有したものでなければならなず、送信
信号のごくわずかの周波数変動でも高周波に逓倍
され、受信器のフイルタ帯域外になつてしまう。
周波数偏移は監視領域内をトランスポンダが急速
に動くときに生じるドプラ効果によつても生じ、
送信ドリフトの効果を悪化させる。

他方そのような高周波信号は目的の監視領域外
に容易に伝搬することができ、遠隔のトランスポ
ンダによりにせのアラームをトリガすることにな
る。その結果、保護物品は監視領域の付近に置い
たり、取り扱うことができなかつた。

従つて高周波エネルギーはその保護する構造の
遠隔地へまたは遠隔地からの予期し得ぬ反射によ
つて伝搬可能であり、導波管として作用するプラ
ンビングパイプや電力管に沿つても伝搬可能であ
りアラームシステムを誤動作させる。

このようなシステムは傘、うば車やシヨツピン
グカートというような金属物体によつて誤動作し
やすい。この場合非類似金属間の接合すなわち接
点は非線形インピーダンスダイオード効果を生
じ、送信信号の高調波を再発射する。

あるいは受信器はモータイグニシヨンシステム
や電子機器のような他の信号源からのにせの無線
周波信号に応答するおそれがある。

従つてこのシステムは検波され、高調波として
再発射されたエネルギーが不十分の場合には、監
視領域内のトランスポンダ素子の実際の存在に応
答できないおそれがある。このことは例えばトラ
ンスポンダアンテナが送信方面の偏波に対して十
分に指向してなかつたり、人体や金属面によつて
送信器からアンテナが電磁的にシールドされてい
ると起り得る。

又人体へのトランスポンダの接近が共振タンク
回路を非同調にさせ、受信器への再発射に利用可
能な高調波エネルギーを浪費する結果となる。さ
らに信号トラツク回路を、受信器の周波数応答を
調整し送信周波数変動を補償するために組込むこ
ともできるが、同調したタンク回路が、通常の共
振周波数以外の周波数で発振させられるとトラン
スポンダ効果に悪影響を及ぼす。

そのような初期のシステムの問題を解決するた
めの新しい努力が種々成された。その１つは米国
特許第3631484号（Augenblick）に記載されてい
る。すなわち高調波として再発射されるためにト
ランスポンダに送信される単一の無線周波数が受
信器によつて検波された信号と比較され、トラン
スポンダの移動によつて生じたドプラ効果周波数
偏移を検出する。このシステムは送信周波数変動
と付近の静止トランスポンダからのにせのアラー
ムを生ずるという問題を解決しているが、監視領
域内をゆつくり移動する物品は、アラームをトリ
ガするに十分なドプラ効果周波数偏移を生じない
おそれがある。

トランスポンダ内の非線形インピーダンス素子
が信号ミキサとして動作し、２つ異る周波数の送
信信号に応答して和と差の周波数を発生するよう
な監視システムに対して種々の試みが成された。
そのような指摘は米国特許第3895368号（Gordon
et al）の背景技術で見られる。しかしながらこ
のような二重周波数ミキシングシステムは実用上
は種々の欠点があると考えられていた。その中に
は、目的とする監視領域への高周波送信が制限さ
れるという問題があつた。この問題を克服するた
めにGordon et al特許は監視空間の対向側に配
置された不連続導体間に作られた高電力、低周波
静電フイールドに結合した高周波電磁フイールド
採用した二重フイールドシステムの使用を記述し
ている。これら２つのフイールドに使用される非
線形インピーダンスエレメントはミキサとして作
動し検波のために受信器に再発射される和と差の
周波数を生じる。しかしながら、監視領域内に所
望の静電フイールドを作るのに必要な電力が重要
であり、そのような低周波静電フイールドは人体
や周囲の導体によつてトランスポンダからシール
ドされ、またシヨツピングカートのような金属構
成部分を通してトランスポンダから方向がそれ
る。また低周波静電フイールドは容易に付近のパ
イプや他の金属体によつて方向がそれ、監視領域
外のタグによつてにせのトリガがかかる。金属カ
ートその他の非類似金属接合によるにせのアラー
ムの問題はそのような金属体を通過する静電フイ
ールドの集中によつて悪化した。

発明の概要 この発明は半導体ダイオードのような非線形イ
ンピーダンス素子が衣類その他の商品に付けられ
た取りはずし可能なラベルやタグ内の金属アンテ
ナに接続された物品監視システムを提供すること
である。このアンテナは選択された中心周波数の
２倍の共振周波数を有した同調タンク回路が得ら
れるように一端の閉ループセクシヨンの対向側間
に接続されたダイオードを有した折返しダイポー
ル形が望しい。ダイオードの向こう側に延在する
アンテナの長い部分は選択された中心周波数例え
ば915メガヘルツのおよそ1/4の周波数に近似す
る。タンク回路の共振周波数、これはダイオード
のキヤパシタンスとアンテナの隣接する閉ループ
セクシヨンのインダクタンスによつて決定される
が、選択された中間周波数の２倍（すなわち1830
メガヘルツ）である。

２つの異なる無線周波信号が共に監視領域の対
向側に配置された２極発射アンテナから送信され
る。一方の信号は固定周波数（すなわち905メガ
ヘルツ）の連続波として高安定水晶発振器から発
生される。この固定周波数は中心周波数と約１％
ずれている。送信される他の信号はトーン変調さ
れ、望しくは１乃至20キロヘルツの可聴信号に変
調され搬送波の±５キロヘルツの無線周波数偏移
を生じ、この信号も反対側にある中心周波数から
等しくずれた周波数（すなわち925メガヘルツ）
の高安定水晶発振器から生じる。従つて２つの信
号の平均中心周波数は選択された中心周波数に等
しい。送信信号は共に同一側に互いに直角に指向
するダイポールアンテナセグメントから監視領域
に発振される。対向側から同じ周波数を発射する
ダイポールセグメントもまた互いに直角である。
この結果送信器間の監視領域内に両周波数の発射
はタグのどのような方向にも呼応するように全方
向位に適応するように対向側から送信される２つ
の無線周波数監視領域内に干渉偏波を生じる。同
様に監視領域外の同じ遠隔地に一方側のみのアン
テナからの両信号の伝搬は異る偏波のために最小
である。

他方１方の無線周波数を可聴変調することは監
視領域内の盲点を生じる定在波パターンができる
のを防止し、指向領域外のタグによるシステムの
にせのトリガを防止する。

特に二重周波数動作は送信周波数変動の効果を
減少し入射無線周波信号を再発射する際のトラン
スポンダ効果に対してシステム帯域幅を増長す
る。特にトランスポンダアンテナが同調する周波
数は、特にトランスポンダ効果を減少することな
く２つの送信周波数間に設定することができる。
従つてアンテナの正確な寸法を不要にし“人体に
よる非同調”という問題を最小限にし、その結果
トランスポンダの通常の同調点をタグに近接する
あるいは接触する人体の誘電ロード効果によつて
下方向に偏移される。例えばトランスポンダアン
テナが選択された中心周波数より下方で非同調と
なつても、これは単に低域の送信周波数に対して
トランスポンダ効果を増長し、全体のミキシング
作用に重大な影響を与えない。というのは10対１
あるいはそれ以上の無線周波数電力比で適切なミ
キシングが成されるからである。同様に送信周波
数ドリフトの効果はある送信器の変動が単一の周
波数システムでは、再発射された高調波として逓
倍されず、ある送信器のいかなるドリフトも他の
送信器偏位を逆にすることによりオフセツトが取
れるという点で最小にできる。

再発射されたトランスポンダ信号の強さと周波
数安定性および監視領域外のトランスポンダから
のにせの応答に対してトリガしないので、受信器
の感度を最大にし、受信器の帯域幅を最小にす
る。いずれかの側の円偏波受信アンテナから受信
した信号は送信周波数を排除する超狭帯域フイル
タを介して印加され、増幅されるので、変調トー
ンは最も一般的な技術を用いて生じることができ
る。望しくは前記可聴トーン（例えば２キロヘル
ツ）は無線周波搬送波を変調するのに使用される
ので、前記受信アンテナからのろ過され、増幅さ
れた信号は受動二重バランス型ミクサに印加され
る。このミクサは安定局部発振源によつて発生さ
れた下側のインジエクシヨン信号（例えば
1808.600メガヘルツ）を受信し、適切な中間周波
数（例えば21.4メガヘルツ）をミクサ出力段に供
給する。このミクサからの中間周波出力信号は増
幅された後、検出前帯域を定義する狭帯域（例え
ば30キロヘルツ）を有した他の精密フイルタに印
加される。従つて変調トーンの検出は狭帯域（例
えば30キロヘルツ）水晶弁別動作を介して成され
る。システム感度を設定するように調整されるあ
らかじめ選択された基準レベルを超える自動利得
制御検出電圧を発生するのに入力信号が十分な強
さとなる迄、その出力は零電位にクランプされ
る。クランプ回路が開くと、前記トーン信号がフ
エーズ・ロツク・ループトーンデコーダ回路に印
加される。この回路の電圧制御発振器は前記トー
ン信号の周波数に等しい自走周波数を有し、狭い
周波数レンジ（例えば±10％）のどのような定常
トーンでも得ることができる。前記フエーズ・ロ
ツク・ループ回路がトーン信号を得ると、直角位
相検出器がフエーズロツク状態を検知し、直流出
力電圧を生じ、検出したトーンの継続期間がどん
なに短かくても、所定の最小期間（例えば３秒）
アラームをトリガするために出力信号を維持する
キヤパシテイブフイードバツクを有した演算増幅
器を駆動する。この手段により、一度検出信号が
十分な強さとなり、適切な変調周波数内容を有し
ていると、監視領域内でのトランスポンダの滞在
がどんなに短くても、アラームが作動する。この
結果監視領域外のトランスポンダからの弱い戻り
信号および再発射された周波数に対応した信号を
同時に生じるが必要なトーン変調を欠如した外部
信号源からの信号によるにせのアラーム信号を消
去する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による物品監視システムの基
本回路素子の概略ブロツク図およびアンテナ配置
を示す一部斜視図である； 第２図はトランスポンダの動作アンテナと非線
形インピーダンス素子の斜視図を含む送信アンテ
ナ部干渉偏波指向を示す詳細図である； 第３図は第１図の狭帯域トーン変調RF送信器
の好適実施例を示す詳細なブロツク回路図であ
る； 第４図は第１図の連続波RF送信器の好適実施
例を示す詳細ブロツク回路図である； 第５図は第１図に示す線形増幅器の好しい実施
例を示すブロツク回路図である；および 第６図は送信信号が周波数変調される第１図の
狭帯域トーン変調受信器の好適実施例を示す詳細
ブロツク回路図である。

詳細な説明 第１図はこの発明による物品監視システムを図
示したものである。自立型のペデスタル１０およ
び１２、あるいは所望であれば監視領域のいずれ
の側、一般には小売店の入口または出口のドアフ
レーム上あるいはドアフレーム内に、適切な送信
および受信アンテナアレイが取付けられる。この
場合には誰でも出たり、入つたりする場合、その
空間を横切らなければならない、第１図の一部に
図示したが、いずれかの側の各アンテナは通常直
接並列垂直面に配置された各アンテナ素子と互い
に面している。送信アンテナアレイ１４および１
６は共に、第２図を見ればもつともよくわかるよ
うに、保護されたアクセスあるいは他の領域のい
ずれかの側の垂直平面状の背付けに取付けられ、
直交するように配置された金属条片セグメント１
８，１９，２０および２１の対で構成される。各
条片は送信される周波数に対し略1/4の波長であ
り、便宜的に図示の如く水平方向および垂直方向
に指向することのできる一般的なセンタフイード
ダイポール発振アンテナを形成するように各ペア
が配列された中心ハブ領域から外方向に延在して
いる。各条片１８−２１は一般に銅でクラツドさ
れ、裏面に接着剤を有した、プリント回路基板で
共通に使われる種類のテープから切り出すことが
でき、ペデスタルまたはドアフレーム上の適切な
低損失特性を有した非導通の誘電体背付けに印加
し得る。あるいは前記４つの条片アレイは単にプ
リント回路基板上の周囲の導通表面を除去するこ
とによりエツチングすることもできる。また導電
性の金属パネルまたは小形の網目状格子（図示せ
ず）を後方かつアンテナ条片１８乃至２１の面に
並行に配置し、送信信号を反射して保護領域の内
側に発射パターンを発射し、より大きな効果を得
るとともに、ペデスタル１０および１２の後方の
領域と対向する側からの信号の発射を禁止する。
このシステムの好適実施例では、銅でクラツドさ
れたテープ片は、ペデスタル１０および１２の全
背面をおおい、構造的にアンテナの取付けと相関
する回路素子を支持する軽量の陽極処理されたア
ルミフレーム内に接着剤により取付けるＧ−10フ
アイバグラスパネルの面に取付けられる。

さらに各側には“ターンスタイルアンテナ”又
はヘリカルアンテナとして共通に知られる干渉フ
オールドダイポール構成のような円偏波される受
信アンテナ２２および２４が取付けられる。各受
信ダイポールセグメントの長さは、再発射周波信
号、これは後述するように２つの送信周波数の和
に等しい、の1/4の波長でなければならない。

２つの異なる無線周信号₁と₂は、各ダイポー
ル片セグメント１８，１９，２０および２１から
発射される。これらのセグメント１８，１９，２
０，２１は送信アンテナアレイ１４および１６を
形成する。この₁信号は、監視領域一端側が送信
アンテナアレイ１４の垂直ダイポール片セグメン
ト１８に結合され、さらに線形増幅器２８を介し
て他方側送信アレイ１６の対向する水平片セグメ
ント２１に結合される高安定発振源２６から発生
される狭帯域変調された無線周波信号である、他
の送信信号₂は同様に高安定発振源３０により固
定無線周波数で同様に発生される。すなわち高安
定発振源３０は一端側の送信アンテナアレイ１４
の水平条片セグメント１９ににまた線形増幅器３
２を介して他端側の送信アンテナアレイ１６の対
向して配置されれた垂直条片セグメント２０に無
線周波信号を発生する。望しくは両発振源２６と
３０はそれぞれ温度補償され、縦続周波数逓倍器
および狭帯域フイルタを有し、連続波波₂および
トーン変調信号₁のための無線周波搬送波を発生
する水晶発振器を採用する。この発振源２６およ
び３０については第３図および第４図に関連して
以下に述べる。

一般に、金属条片アンテナセグメント１８−２
１と導電性パネル又はパネルの後にあるグリツド
の隣接反射面間の距離は低損失誘電体背付けの厚
みに依存するが、低電圧の定在波比（VSWR）
を生ずるように選択される。これはアンテナの入
力インピーダンスを送信周波数で各送信信号源の
出力インピーダンスと一致させ、各側の送信アン
テナアレイ１４および１６から外方向に延在す
る、略60゜のビームを有した効果的な発射パター
ンを得るためである。

無線周波数₁と₂は共にこのようにして対向側
でかつ２つのペデスタル１０および１２間の監視
領域にあるトランスポンダ３４の両側から交叉し
衝突するように対向する偏波を有して、送信アレ
イ１４および１６から発射される。このトランス
ポンダ３４は第１図に円偏波ヘリカルアンテナル
ープとして示されている。このループにはダイオ
ード３６が短かい閉セクシヨン間に接続されてい
る。しかしながら第２図に詳細に示すように、ト
ランスポンダ３４の好適な形状はフオールドダイ
ポール構成を与えるギヤツプを一方側に有した伸
長した水平金属アンテナ３８ループで構成され
る。全体のアンテナの長さは理想的には２つの送
信無線周波数₁および₂間の平均中心周波数の1/
４の波長である。非線形インピーダンス素子３６、
これは半導体ダイオードで構成されるが、サイド
ギヤツプからほぼ真中の一端付近のループの対向
側間に接続される。この結果導電性ループの隣接
する閉端のインダクタンスを有したダイオード３
６のキヤパシタンス２つの送信周波数₁および₂
の和または略和の値に等しい共振周波数、言い換
えれば、送信信号の選択された平均中心周波数の
２倍の周波数の共振周波数を有したタンク回路を
形成する。前記タンク回路の所望の共振周波数を
得るためにアンテナループ３８上のダイオード３
６の正確な配置は決定的なものではなく、大部分
は選択されたダイオードのキヤパシタンスおよび
アンテナループの導電性にもとづいて決定され
る。動作では、前記ギヤツプのダイオード側の短
直線金属セグメントはタンク回路の共振周波数
で、1/4波長ダイポール発射アンテナとして作動
する。

２つの送信信号₁と₂間の周波数差がそれらの
平均中心周波数のおよそ２％である場合にトラン
スポンダの効果と選択性が最下となる。この実施
例では信号源３０から発生される連続波₂の周波
数は905メガヘルツであり、信号源２６から発生
される変調波₁の周波数は925メガヘルツである。
従つてそれらの平均中心周波数は91.5メガヘルツ
であり、共振タンク回路周波数は1830メガヘルツ
である。これらの特定周波数は米国におけるその
ような目的に対して利用できるスペクトル送信帯
域内に収まるように選択されている。他方国際放
送規格に合致させるためには、このシステムは例
えば2420メガヘルツおよび2480メガヘルツの送信
周波数の場合におよそ4900メガヘルツの共振タン
ク回路周波数を有するように設計される。

動作において送信された信号₁と₂が共にトラ
ンスポンダアンテナループ３８によつて受信され
たとき、それらは半導体ダイオード３６の非線形
インピーダンス効果によりミキシングされ、その
共振周波数においてタンク回路の発振を開始させ
る。この場合の共振周波数は周波数₁と₂の和に
等しい。ミキシングおよび全体のトランスポンダ
効果の増大は、高速スイツチング、低RFしきい
値および低フオワードバイアスのプレーナダイオ
ードの使用により高められる。特に安価なゲルマ
ニウムダイオードは、0.6ボルトのしきい値を有
する比較的高価なシリコンダイオードに比べて、
そのしきい値が0.3ボルトと低いので望ましい。

送信された信号間のおよそ２％の周波数分離は
トランスポンダ効果を最大にする点において、ま
たにせのアラームをさけるためのシステムの能力
という点において、重要な利点をを有している。
というのはトランスポンダの戻り信号は傘、シヨ
ツピングカート等の非類似の金属物体によつて生
じる信号、これらの信号は従来のシステムではに
せのアラームを生じる傾向があるのだが、に“屈
服しない”からである。特に、付帯無線周波数に
対するトランスポンダ３４の帯域幅は効果を減少
させることなく広げられる。というのは前記受信
アンテナ３８は２つの送信周波数間のいずれかの
周波数になるように同調し得るからである。また
このことはそのような誘電体のロード効果による
下方向への周波数のシフトはこの範囲内で容易に
同調できる。これは他の送信周波数よりもある送
信周波数により傾いているアンテナ３８の同調、
非同調はミクサの変換効果を減少させることな
く、その周波数において信号の強さを高めること
しかしない、何故なら適切な無線周波数のミキシ
ングは信号間の10：１あるいはそれ以上の電力比
で生じることができるからである。

さらに各々のアンテナ１４，１６から送信され
た２つの周波数の干渉偏波のために、ある送信地
から監視領域外の遠隔地への伝搬が両信号で同じ
ことはめつたにない。遠隔地のトランスポンダに
集中するある送信信号に生じ得るにせの反射パタ
ーンは、十分な電力で同じ領域に到達するため
に、同じパターンで反射される逆に偏波を与えら
れた送信にはほとんど生じない。従つて１つの信
号しか受信しない場合、ダイオード３６の非線形
のインピーダンスは、必要なミキシング効果のか
わりに周波数逓倍効果しか生じることができない
ので、戻り信号は所望のトランスポンダのリター
ンの周波数から大きくかけ離れた周波数となる。
例えば現行のシステムパラメータでは、トランス
ポンダは1810メガヘルツまたは1850メガヘルツの
逓倍周波数を生じ、これらは1830メガヘルツの通
常の戻り周波数から20メガヘルツも離れている。
これらのかけ離れた周波数は同調したタンク回路
でかなり減衰しやすく、1830メガヘルツレベルに
おける適法のミキシング周波数応答と、通常のフ
イルタ技術により即区別し得る。

この点に関しいずれかの側の受信アンテナ２２
および２４によつて検出された信号は通常のミク
サ接続４０を介して狭帯域トーン変調受信器４２
に印加される。トランスポンダ戻り信号における
２つの送信信号のミキシングにより受信器４２の
応答が非常に狭い帯域に制限され、他の信号源か
らの無関係のノイズや送信信号によるにせの応答
を無くすことができる。実際、必要とされる受信
器の帯域幅は大部分送信源２６および３０の周波
数の安定性にのみ依存しているので送信周波数ド
リフトに対応した非常に狭い検出“窓”を可能に
する。以下に述べるような安定送信器発振源の場
合に変調トーンの検出に利用可能な受信信号の帯
域（すなわち検出前の帯域）はきわめて狭くなり
得る。又受信器の帯域（検出後の帯域）は変調ト
ーンの正確な検出ではさらに狭くなり得る。さら
にシステムの信頼性と感度は、検出したトーン変
調信号の強さが、検出ゾーン内にトランスポンダ
が実際にあることを確かめるために、所定の期間
最小の選択振幅レベルを超えたときにのみ、アラ
ーム４４を作動させる出力信号を受信器４２に供
給させることによつてさらに高められる。

第３図を参照すると、動作に好適な例はシステ
ムの感度と選択性を最大にするために安定した狭
帯域周波数変調信号として送信信号₁を発生す
る。簡単なRCタイプの一般のデザインの安定ト
ーン発生器４６は１乃至20キロヘルツ可聴レンジ
で固定周波数トーンを発生する。このトーンは、
この実施例では２キロヘルツであるが、変調信号
として、電圧制御水晶発振器４８に印加され、そ
の出力を周波数変調する。望しい実施例では、水
晶発振器４８および51.4メガヘルツの周波数で５
℃乃至45℃で0.7サイクル／百万の周波数安定性
を保持できる正確な温度補償を有した汎用のデザ
インを有している。前記電圧制御回路に印加され
たトーン発生器４６からの変調信号の振幅は±約
0.25乃至0.30キロヘルツの最大周波数偏移に調整
され、発振搬送波は非常に狭帯域の変調を生じ
る。発振器４８の変調出力は一般的な周波数逓倍
器５０に印加される。この周波数逓倍器は発振周
波数を３倍にし、狭帯域の２極帯域フイルタ５２
に印加される。このろ過された逓倍信号は他の一
般的な周波数逓倍器５４に印加され、この逓倍器
は再び別の狭帯域フイルタに印加される周波数を
３倍にする。この帯域フイルタ５６からのろ過出
力はさらに別の周波数逓倍器５８に印加され、こ
んどは入力周波数を２倍にするだけで±５キロヘ
ルツの狭帯域変調偏移を有した925メガヘルツの
所望の変調出力信号（₁）を生ずる。この信号は
可変利得RF増幅器６０と電力増幅器６２に印加
される。この増幅送信信号₁は狭帯域３極帯域フ
イルタ６４を介してペデスタル１０の送信アレイ
１４上の垂直アンテナ条片１８に送信信号を供給
する電力分割器６６に供給され、さらに軽量ケー
ブルコネクタを介して他方のペデスタル上のリニ
アアンプ２８に供給される。

第４図を参照すると、他方の送信周波数₂は約
50.3メガヘルツの出力周波数の場合に５℃乃至45
℃で0.5／百万の周波数偏移を保持することので
きる温度補償された一般的な水晶発振器を用いて
同様に発生される。この出力周波数は２極帯域フ
イルタ７２によつてろ過されるように周波数逓倍
器７０によつて３倍される。フイルタ７２からの
狭帯域出力は他の周波数逓倍器７４に印加され
る。この逓倍器７４は別の２極帯域フイルタ７６
を介して印加される周波数を３倍にし、ろ過され
た出力周波数は最終段の周波数逓倍器７８で２倍
にされ905メガヘルツの所望の₂信号を生じる。
この₂信号はRF可変利得増幅器８０の入力とさ
らに増幅段８２に印加され、所望の送信出力レベ
ルに到達する。この増幅された出力信号は狭帯域
の３極帯域フイルタ８４でろ過され、増幅された
歪や高調波が取り除かれ、電力増幅器８６に加え
られて直接アンテナ条片１９に印加され、ペデス
タル１０の送信アレイ１４に印加され、さらに適
切なRF結合を介して他方のペデスタル１２の各
リニア増幅器３２に印加される。効率および感度
が非常に良く得られるのでこれらの信号の送信出
力は初期システムに要求された出力よりも下回
り、マイクロ波送信による組織に与える害も無
い。

第５図では、それぞれ電力分割器６６又は８６
からの信号₁と₂は対向するアンテナペデスタル
１２それぞれの線形アンプ２８と３２にワイヤ線
または軽量ケーブブルにより接続可能である。従
つて電力損失を無くすために従来要求された重量
があり、かさばるRFケーブルによる接続という
高価な困難な設置の必要を無くすことができる。
線形増幅器２８と３２はそれぞれ可変無線周波数
増幅段８８から成り、その出力は狭帯域３極帯域
フイルタ９０を介して印加され接続ラインまたは
増幅処理において、拾つた信号歪やノイズを除去
する。増幅段８８の利得は対向側の送信アンテナ
セグメントに供給されると略同じレベル迄送信信
号の強さを復元するように調整される。

第６図を参照すると、₁送信信号の狭帯域周波
数変調を採用した好適実施例では、受信アンテナ
２２と２４によつて検波した信号はミクサ４０を
介して極狭帯域４極帯域フイルタ９２に印加され
る。この帯域はミキシングされたトランスポンダ
リターン信号の平均周波数、例えば1830メガヘル
ツを中心周波数として有している、上述した特別
のシステムではトランスポンダ３４からの正常な
戻り信号は単一の固定可聴トーン、望ましくは２
キロヘルツで周波数変調され、1830メガヘルツの
搬送波周波数のいずれの側もわずか５キロヘルツ
の最大周波数偏移にしかならない。前記帯域フイ
ルタは低周波送信信号を60デシベル（最小値）分
だけカツトして回路非線形による内部ミキシング
を防止するように設計されている。前記帯域フイ
ルタ９２からのろ過出力は２重バランス型ミキサ
９４に印加され、例えば安定局部発振源から
1808.600メガヘルツで低側インジエクシヨン周波
数₃とミキシングされ、正常のトランスポンダ戻
り信号があるときは出力端に21.4メガヘルツの中
間周波数（IF）出力信号を生じる、この低側イ
ンジエクシヨン周波数は同様に高安定、温度補償
された水晶発振器９６を約50.24メガヘルツで動
作させて発生する。この発振周波数は初めに周波
数逓倍器９８で４倍にし２つの３倍周波数逓倍器
１００と１０２を介して４極狭帯域フイルタ１０
４に印加され、低側のインジエクシヨン信号がミ
キサ９４に供給される。

このバランスが取れたミキサ９４の中間周波出
力信号は低ノイズ増幅器１０６に印加され、全体
の受信ノイズ指数を12dbにし４セクシヨンのモ
ノリシツク水晶帯域フイルタ１０８に供給され
る。このフイルタピエゾテクノロジー社のモデル
1619−1622（登録商標名“COMLlNE”）が望し
い。このモデルでは振幅−周波数の応答特性は−
3dbの点において30キロヘルツである。水晶帯域
フイルタ１０８は検出前の帯域幅を効果的に検出
し、12dbのノイズ指数および変調指数５にもと
づいてその詳細を後述する水晶弁別器１１０の出
力端において20dbのＳ＋Ｎ／Ｎ比に対し−
113dbmの全体の受信感度を得る。この水晶帯域
フイルタ１０８からの出力信号は連続するRF増
幅段１１２および１１４を通過する。これらの増
幅段の各々は水晶弁別器１１０に所望の入力レベ
ルを与えるために自動利得制御能力を有したチツ
プに設けられている。各段１１２，１１４の出力
信号により、それぞれの自動利得制御回路は出力
信号の振幅に比例した直流を発生する。各段１１
２および１１４からの各々のAGCレベルは加算
され、全体としての自動利得検出器１１６として
動作する。この検出器１１６の出力信号は、帯域
フイルタ１０８からの初期トランスポンダ信号の
強さを示す、各段の結合された出力振幅に比例し
た直流である。この結合されたAGC検出器の出
力は所定の時定数を有したローパスフイルタ１１
８に供給され、検出されたトランスポンダ戻り信
号の強さに比例した割合で除々に増加する電荷を
生じる。前記ローパスフイルタ１１８からの出力
電荷は比較回路１２０に供給され、ポテンシヨメ
ータ１２２の感度設定値によつて作られた所定の
しきい値レベルと比較される。

このシステムの好適実施例においては、水晶弁
別器１１０はピエゾテクノロジー社のモデル
2378F、これはデータシートに記載されているよ
うにRCAICモデルCA3089Fと結合できるような
種類のモノリシツクの水晶フイルタから成つてお
り、わずか30キロヘルツのオーダの帯域幅を有し
た極めて狭帯域の安定した弁別器である。正常な
トランスポンダ戻り信号の場合、弁別器１１０の
出力は変調可聴トーンから成り、現存のシステム
では２キロヘルツである。しかしながら、弁別器
１１０の出力は、ローパスフイルタ１１８で作ら
れた電荷がポテンシヨメータ１２２の選択された
感度値を超えることを示す比較回路１２０からの
出力をトリガする迄、クランプ回路１２４によつ
て零電位に維持される。この結果システムは遠隔
のトランスポンダや他の信号源からの温度信号や
弱い戻り信号を無視するような感度レベルに設定
することができる。

一度クランプ回路１２４が開くと、２キロヘル
ツの可聴トーンはローパスフイルタ１２６を介し
て印加され、直角位相検出器１２８と位相検出器
１３０を用いた一般的なフエーズ・ロツクド・ル
ープ技術によつてデコードされる。前記技術によ
つて電圧制御発振器１３２の自走周波数として作
られた変調トーン周波数の10％以内の固定トーン
を得ることができる。一般的な方法では、位相検
出器１３０の出力はループフイルタ１３４に印加
され、位相をロツクするために電圧制御発振器１
３２の周波数と位相を調整する信号を生じる。従
つて直角位相検出器１２８はその出力をその初期
の応答がどんなに短かくても選択された時間、適
切なアラーム４４をトリガする出力信号を維持す
るフイードバツクキヤパシタ１３８を有した一般
的な演算増幅器１３６に供給する。この方法によ
りアンテナペデスタル１０および１２間の監視領
域内のトランスポンダの存在によつて作られた強
い応答信号により、その保護物品がどんなに早く
持ち去られても、完全なアラーム応答を行う。し
かし本システムは直接の保護領域外の低レベルの
連続した応答信号を無視するようにすることもで
きる。

このシステムは可聴トーン周波数変調を用いた
現在の好適実施例に固有の動作パラメータを用い
て特に記述した回路素子と技術を採用した好適実
施例に総合して述べたが、本発明は添附したクレ
ームに定義されたこの発明の範囲を逸脱しない範
囲で、回路素子と技術について変形実施可能であ
る。例えば、本システムは周波数変調でなく、送
信された無線周波数の１つ振幅変調することによ
り実施できるし、あるいはこの独特の全体のシス
テムアプローチに固有の基本的な動作利点を損う
ことなく可聴レンジのトーンを変調することによ
つても実施可能である。